Upgrade fresatrice manuale

[Gipsi]

Salve a tutti.
Ho acquistato una fresatrice usata di cui allego foto per maggior chiarezza.
Si tratta di una quantum BF16 che in origine ha gli assi a posizionamento manuale tramite manovella.
Il proprietario precedente per motivi suoi l’aveva modificata aggiungendo dei motoriduttori con motore asincrono monofase per gli assi e lo stesso per la rotazione della fresa.
Non so se sia stata una buona idea in quanto ritengo la velocità di spostamento assi piuttosto lenta e parlo di 5 cm al minuto ma magari per la sua necessità era adatta.
La potenza dei motori assi è di 0,12 Hp e la fresa 1 Hp 1500 g/m.
La mia intenzione è di far lavorare la fresa con mach3 ma su come realizzare questo ho parecchie perplessità.
Immagino che dovrei innanzitutto dotarla di encoder, microinterruttori di fine corsa e di encoder rotativo per il posizionamento manuale ma già qui non so bene come gestire gli input/output di mach3, probabilmente servirà una interfaccia.
Altro problema la gestione degli assi, visto che la regolazione di giri su motori monofase non è bella cosa, poi non so se il software abbia uscite analogiche da 0-10 v cc per poter utilizzare eventuali 4 inverter.
Così come non credo che possa gestire motori con comando on-off essendo a velocità fissa.
In sostanza: qual’ è il modo migliore per aggiornare questa fresa?
Grazie a tutti

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[MauPre75]

Il primo passo sarebbe quello di fare un salto nella sezione "la mia cnc" dove puoi vedere molte autocostruzioni da cui prendere spunto su movimentazioni ed automazioni, poi potrai iniziare a smontare quei motori una volta che avrai le idee chiare.

[Gipsi]

Ok MauPre75 intanto faccio come suggerito.
Grazie

[torn24]

Non c'è bisogno degli encoder se si utilizzano motori passo passo a loop aperto.
Un grosso problema dei trapani frese sono le viti trapezie che hanno gioco e non sono adatte a una cnc, neanche con encoder, un sistema a encoder può correggere errori di posizionamento del motore ma se c'è gioco sulla vite non può farci niente, esempio, mi posiziono c'è errore correggo, ma con gioco sulla vite anche la correzione avrebbe un errore e il sistema si bloccherebbe, continue correzioni e continui errori.
Chi ha convertito un trapano fresa in cnc ha sostituito la vite trapezia con viti a ricircolo, per fare questo a volte sono necessarie fresature sulla struttura, ma non sempre, nella bf20 esistono kit cnc che si adattano senza nessuna lavorazione sulla struttura, forse è cosi anche per la bf 16.
Prova a vedere su youtube video su conversione cnc bf20.

[Gipsi]

Ciao Torn24 e grazie della precisazione.
Ero arrivato a considerare un sistema di lettura ad encoder proprio perchè avevo ritenuto improbabile eliminare il gioco sulla trasmissione del moto agli assi, errore che si verifica nelle inversioni ma probabilmente considerato l'atrito non negli spostomenti lineari.
Secondo te avrei lo stesso problema se l'encoder anziche montato sulla vite leggesse direttamente il movimento della tavola?
Ad esempio tramite una piccola cremagliera o ancora impiegando righe ottiche.
Grazie

[torn24]

Si avresti lo stesso problema perché è la vite a fare le eventuali correzzioni, e se la vite produce errore anche nella correzione, ti ritrovi lo stesso problema. L'ho avuto proprio per esperienza su cnc professionali con righe sulla slitta, come vorresti fare tu, il cnc va in loop e da allarme, perché non riesce a ottenere la giusta correzzione, continui errori di posizionamento.

[CARLINO]

Non sono espertissimo nel campo cnc ma dal poco che so converrebbe cambiare le viti con quelle a ricircolo di sfere e cambiare i motori attuali con stepper , se si vuole avere un minimo di risultati.

[Fiveaxis]

Secondo te avrei lo stesso problema se l'encoder anziche montato sulla vite leggesse direttamente il movimento della tavola?

Mettere delle righe ottiche non risolve il problema anzi!. Le righe ottiche NON servono a correggere un errore di posizionamento ma hanno la funzione di VERIFICARE la posizione dell'asse data dal sistema motore-encoder-azionamento-CN. Ciò, tradotto, significa che un sistema di motion control con righe ottiche, deve presupporre una meccanica estremamente precisa, pena l'inutilità delle righe stesse che, per non mandare il sistema in errore, dovrebbero essere praticamente escluse o comunque tarate con tolleranze talmente ampie, da perdere significato.
Come ti è stato detto se non monti viti a ricircolo di sfere, o comunque un sistema chiocciola-vite che riduca quasi a zero i giochi di inversione, non è pensabile, non solo di mettere delle righe ottice sugli assi, ma neppure di far lavorare la macchina tramite un sistema semplice CN-Azionamento-motore (open loop): il sistema più semplice in assoluto.

Questo perchè, nel momento in cui vai a fresare, il gioco delle chiocciole ti causerebbe problemi, oltre che di precisione, anche di possibili rotture utensile, poichè gli assi (soprattutto X eY) si troverebbero ad avere una piccola porzione di "corsa" (seppure di pochi decimi di mm) NON gestibile dal CN: il gioco delle viti.

Tale problematica non si ha lavorando manualmente. Infatti l'operatore manovra un asse alla volta, potendo sempre gestire il gioco delle chiocciole nel modo corretto.

Per chiarirti le idee ti suggerisco la lettura di questo thread
Buona lettura

[Gipsi]

Considerando che nel thread si parla di velocità mandrino che possono raggiungere i 20000 giri e che questo ha sun cambio meccanico che permette di scegliere tra due velocità massime ovvero 1500 e 3000 giri, a questo punto occorre fermarsi a valutare la convenienza di questo intervento.
La modifica comporterebbe quindi:
- sostituzione viti senza fine
- sostituzione di 4 motori sincroni con dei motori stepper compresi giunti ed accessori di montaggio
- acquisto dell' elettronica, ovvero interfaccia, alimentatore, driver ed eventuale joystick e micro.
- un bel po di lavoro
Dovrei cercare i prezzi per conoscere il totale ma secondo voi converrebbe?
grazie

[Fiveaxis]

Non c'è scritto che il mandrino dev'essere a 20.000 giri, c'è scritto:

[...] Le leghe ferrose in genere si lavorano a basso numero di giri (2000rpm necessaria molta coppia), l'alluminio e le plastiche a medio numero di giri (8000/18000rpm), il legno ad alto numero di giri (20000 e oltre);

Un elettromandrino raggiunge velocità di rotazione maggiori e a alta velocita' offre la maggiore coppia disponibile (24000rpm);
Un mandrino pilotato con un classico motore trifase asincrono raggiunge velocità minori e a basse velocita' sviluppa la maggiore coppia;
Se si prevede l'uso di un inverter per diminuire il numero di giri del motore trifase, considerare l'installazione della servoventilazione;
[...]

Ciò significa che -a seconda del materiale- che si intende lavorare -prevalentemente-, si "dovrebbe" scegliere un mandrino o elettromandrino con potenze e gamma di giri adatti ma...Nel mondo hobbistico (e non solo) visto che le risorse non sono illimitate, spesso tocca fare di necessità virtù.

Se hai un mandrino che gira a 3000 giri, significherà che potrai lavorare comunque alluminio ma sarai più lento.
Come è intuitivo se giro lento avrò velocità di taglio lente: richieste per i materiali ferrosi ma che mi consentono di lavorare anche alluminio, nonostante quest'ultimo consentirebbe velocità di taglio elevate.
In altre parole, disponendo di velocità basse puoi lavorare tutti i materiali, compreso l'alluminio. Quest'ultimo, al limite, lo lavorerai in modo "poco efficiente", in maggior tempo.(nel mondo hobbistico non dovrebbe essere un problema). Tieni conto che, disponendo di un elettromandrino da (ipotesi) 24.000 giri, potrei trovarmi bene a lavorare alluminio ma in difficoltà a lavorare acciaio...Non si può avere tutto dalla vita!

Ebbene sì, dovresti sostituire le viti, o al limite, implementare un sistema di chiocciole "registrabili" che ti consentano di ridurre il gioco vite-chiocciola.
I motori sincroni sugli assi non sono indicati perchè tale tipo di motore NON è il tipo di motore adatto per movimentazioni di precisione. Potrebbe invece andare bene per azionare il mandrino.
Il resto sì, c'è da acquistare eletronica, azionamenti, motori e tutto il necessario...

Qui nel forum puoi trovare migliaia di pagine sui vari argomenti (meccanica, elettronca, software...) e decine di utenti con esperienza di costruzione/retrofit di CNC.
Ti segnalo questo altro thread relativamente recente ma, ripeto, questo forum è una vero e proprio pozzo di informazioni per la realizzazione di CNC hobbistiche. Diciamo, senza timore di smentita, che sei nel posto giusto per trovare info.

PS: Per cncizzare la tua macchina esistono anche KIT già pronti da installare. Se si è...Diciamo pigri!

[hellfire39]

I motori sincroni sugli assi non sono indicati perchè tale tipo di motore NON è il tipo di motore adatto per movimentazioni di precisione.

Quest'affermazione non mi è chiara.
Di che motori stiamo parlando?

[Gipsi]

Ciao hellfire credo si tratti di un errore di ortografia, nel senso che manca una a davanti.
Esattamente si tratta di motori asincroni monofase detti anche bifase avendo due avvolgimenti, uno dei quali collegato in serie ad un condensatore che lo sfasa di 90°rispetto al primo.
Fossero stati trifase si sarebbero potuti gestire ma l'essere monofase complica notevolmente la regolazione di giri e la stabilità della coppia.

[hellfire39]

Ecco, se si tratta di motori asincroni, il discorso mi torna!

[Gipsi]

a fresa
Tempo permettendo continuo a leggere i thread che trovo in questo forum per regalarmi qualche informazione pertinente al mio progetto.
In effetti di informazioni qui non ne mancano.
Una cosa che non ho ancora trovato e pertanto chiedo, è relativa alla seguente affermazione di Fiveaxis "Ebbene sì, dovresti sostituire le viti, o al limite, implementare un sistema di chiocciole "registrabili" che ti consentano di ridurre il gioco vite-chiocciola" che riporto col copia incolla perchè in tutta sincerità non so usare le funzioni di questo editor tipo la citazione o anche semplicemente scrivere una parola in grassetto.
Come è fatta una chiocciola registrabile?
Quelle montate sulla mia fresa sono rettangolari e portano su un lato due grani agendo sui quali si va a ridurre il gioco., potrebbero essere queste?
Inoltre: i motori stepper che dovrei montare che caratteristiche di potenza (watt o ampere) e che tipo di passo dovrebbero avere?
Ultima cosa : da quale fornitore li posso reperire, Italia o Cina?
Grazie e scusate l'incompetenza.

[Fiveaxis]

La chiocciola registrabile è un tipo di chiocciola che solitamente ha la possibilità di modificare il passo del filetto. Modificando il passo del filetto infatti, si annulla il gioco assiale che la vite ha.
Se il sistema chiocciola/vite è di buona qualità, il gioco potrebbe essere -indicativamente- nell'ordine di 0,1-0,5 mm, dipende dal diametro della vite e dal passo. Valori superiori possono essere sintomo di usura o accoppiamento non ben fatto, giochi inferiori si ottengono, per l'appunto, con chiocciole registrabili.

Com'è fatta una chiocciola registrabile? Bhè, può essere fatta in 2 pezzi con un cuneo che li separa, oppure in 2 pezzi con una molla (per carichi molto leggeri) o, ancora, con un taglio.
Nell'immagine trovi il tipo tagliato...Come si può intuire agendo sulla vite a brugola si modifica il passo della chiocciola.

Chiocciola registrabile.JPG

Le viti a cui fai riferimento potrebbero essere quelle che fissano la chiocciola al carro. Non credo che quella macchina (a meno di modifiche fatte dal proprietario precedente) abbia le chiocciole registrabili.
Allega delle immagini, solo così si può capire a quali viti fai riferimento.

Un'ultima cosa: paragonando una vite trapezioidale ad una vite a ricircolo di sfere, si ha che le prime possono sopportare carichi assiali molto più elevati ma, di contro hanno atriti molto superiori. Questo va tenuto conto nel dimensionamento dei motori.
Inoltre, mentre il sistema chiocciola/vite trapezia soffre del problema dell'usura in modo significativo e necessita pertanto di una lubrificazione costante e ben fatta, il sistema a ricircolo di sfere soffre tale problema in modo decisamente minore. Va infine detto che le viti trapezie costano meno delle viti a ricircolo.
In linea di massima, una CNC è preferibile che abbia viti a ricircolo, dal momento che si riescono a trovare a costi ragionevoli e sono semplici da gestire (non necessitano -in ambito hobbistico- di un impianto di lubrificazione)

In merito ai motori credo che dovrai partire dal capire di quanta coppia necessiti e di quanti giri...Per gli acquisti puoi comprare in dove vuoi l'importante è comprare quello che ti serve con le caratteristiche migliori per il to scopo. Attendi i pareri di altri utenti.

PS: A proprosito di lubrificazione: visto che la macchina ha guide a coda di rondine, trasformandola a CNC la lubrificazione delle guide, secondo me, è un aspetto da considerare.

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